电刺激装置、产生电信号的方法以及计算机可读存储介质制造方法及图纸

技术编号:20505510 阅读:87 留言:0更新日期:2019-03-05 22:48
一种电刺激装置,其包括电源管理电路以及电刺激产生电路。电源管理电路产生第一电压以及第二电压。电刺激产生电路具有工作电极接点与参考电极接点,且由第一电压与第二电压供电。电刺激产生电路产生第一电信号于工作电极接点以及产生第二电信号于参考电极接点。第一电信号包括多个第一交流脉冲以电刺激一目标物的一目标区域。

Electrical Stimulator, Method of Generating Electrical Signal and Computer Readable Storage Media

The utility model relates to an electric stimulation device, which comprises a power management circuit and an electric stimulation generating circuit. The power management circuit generates a first voltage and a second voltage. The electric stimulation generation circuit has a working electrode contact and a reference electrode contact, and is powered by the first voltage and the second voltage. The electrical stimulation generation circuit generates the first electrical signal at the working electrode contact and the second electrical signal at the reference electrode contact. The first electrical signal includes a plurality of first AC pulses to electrically stimulate a target area of a target.

【技术实现步骤摘要】
电刺激装置、产生电信号的方法以及计算机可读存储介质
本专利技术涉及一种电刺激装置,且特别涉及一种植入式电刺激装置。
技术介绍
由于精密制造技术的发展,医疗仪器的尺寸已微小化,并可植入人体的内部,例如,植入式电刺激装置。植入式电刺激装置不仅可用来产生电刺激给脊髓神经以减少病患疼痛感,也可通过对电刺激特定的神经来治疗疾病,例如膀胱神经、视网膜神经等等。然而,在目前的植入式电刺激装置中,由于随着受电刺激的神经的位置不同,电刺激装置需要配置较复杂的开关阵列来选择对应的电极并切换电极的正/负极性,这增加了电刺激装置的体积并加速电源的消耗。另外,除了正负电极之外,为了提供参考电压的电平,现有技术还需要于导线(lead)上或延长线(extension)上提供额外的参考电极。
技术实现思路
本专利技术的一实施例提供一种电刺激装置,其包括电源管理电路以及电刺激产生电路。电源管理电路产生第一电压以及第二电压。电刺激产生电路具有工作电极接点与参考电极接点,且由第一电压与第二电压供电。电刺激产生电路产生第一电信号于工作电极接点以及产生第二电信号于参考电极接点。第一电信号包括多个第一交流脉冲以电刺激一目标物的一目标区域。本专利技术的一实施例提供一种产生电信号的方法,用于一电刺激装置。此电刺激装置包括电源管理电路以及电刺激产生电路。产生电刺激信号的方法包括以下步骤:由电源管理电路产生第一电压以及第二电压,以对电刺激产生电路供电;由电刺激产生电路于工作电极接点产生第一电信号;以及由电刺激产生电路于参考电极接点产生第二电信号。第一电信号包括多个第一交流脉冲。本专利技术的一实施例提供一种计算机可读存储介质,其存储一或多个指令,并与电刺激装置配合。此电刺激装置包括电刺激产生电路及电源管理电路。当指令由电刺激装置所执行时,电刺激装置执行多个步骤,包括产生第一电压以及第二电压,以对电刺激产生电路供电;于电刺激产生电路的工作电极接点产生第一电信号;以及于电刺激产生电路的参考电极接点产生第二电信号。为让本专利技术的上述目的、特征及优点能更明显易懂,下文特举多个较佳实施例,并配合附图,作详细说明如下。附图说明图1表示根据本专利技术一实施例的电刺激系统。图2表示脊椎的截面图的一示范例。图3表示根据本专利技术一实施例的导线远端放置的示意图。图4A表示根据本专利技术一实施例,连接电刺激装置的导线的示意图。图4B表示根据本专利技术另一实施例,连接电刺激装置的导线的示意图。图5表示根据本专利技术一实施例的外部控制装置、电刺激产生电路、以及电源管理电路。图6表示根据本专利技术一实施例的电刺激产生电路与电源管理电路。图7表示根据本专利技术一实施例的电信号的波形图。图8表示根据本专利技术另一实施例的电刺激产生电路与电源管理电路。图9表示根据本专利技术又一实施例的电刺激产生电路与电源管理电路。图10表示根据本专利技术另一实施例的电信号的波形图。图11表示根据本专利技术一实施例的电刺激产生电路与电源管理电路。图12表示根据本专利技术另一实施例的电刺激产生电路与电源管理电路图13表示根据本专利技术又一实施例的电信号的波形图。图14表示根据本专利技术一实施例的电信号的波形图。图15是表示根据本专利技术一实施例的产生电信号的方法。具体实施方式在下文中将参照相关附图以描述本专利技术的多个实施例的范例。图1是表示根据本专利技术一实施例的电刺激系统。参阅图1,电刺激系统1包括外部控制装置10、电刺激装置11以及导线13,其中,电刺激装置11包括配置在机壳内部的电刺激产生电路(例如图5中的电刺激产生电路110)以及电源管理电路(例如图5中的电源管理电路111)。根据本专利技术的一实施例,机壳可为一塑料或一金属材质,在此是以塑料高分子材料聚醚醚酮(Polyetheretherketone,PEEK)为例。电刺激装置11为一植入式装置,可植入一目标物(例如,病患,可为人类或其他哺乳类)19的内部。导线13包含一导线远端(distalendofthelead)131及一导线近端(proximalendofthelead)132,导线远端131指的是导线13远离电刺激装置11的一端,而导线近端132则是指导线13邻近电刺激装置11的一端。当导线13被放置于接近目标物19内的一特定区域(或称为目标区域)时,电刺激装置11内的电刺激产生电路通过导线13将多个电信号传送至导线远端131上的多个电极,以电刺激此特定区域。举例来说,如图1所示,目标物19为一病患。当电刺激装置11植入病患19的体内时,电刺激装置11可放置在病患19背部的皮下,且导线远端131放置于接近脊髓神经的一特定区域15,例如将至少部分导线远端131设置于硬膜外腔(epiduralspace)中,以就近电刺激脊髓、脊髓神经(spinalnerve)或是背根神经节(dorsalrootganglia,DRG)。电刺激装置11内的电刺激产生电路通过导线13则将多个电信号传送至导线远端131上的电极,以电刺激目标区域。另外,电刺激的目标区域也可以是在脑部,以进行脑部皮质的电刺激或是深脑刺激(deepbrainstimulation,DBS)。图2是表示脊椎的截面图的一示范例。此截面图显示了脊髓及脊髓神经等主要部份,包括背根神经进入区(dorsalrootentryzone)191、背根神经(dorsalrootnerve)192、背根神经节193、脊椎(vertebra)194、腹侧椎体(ventrallylocatedvertebralbody)195、棘突起(spinousprocess)196、背部横突(dorsallylocatedtransverseprocess)197、硬膜(duramater)198、以及硬膜外腔(epiduralspace)199。参阅图2,举例来说,脊椎194可为颈椎、胸椎、腰椎或荐椎的任何一节,图2中是以第8胸椎(T8)、第9胸椎(T9)、或第10胸椎(T10)为例。图2中箭头20是表示背部方向,而箭头21是表示腹部方向。脊髓190处于腹侧椎体195、背部横突197、与棘突起196之间。脊髓190本身是位于硬膜198内,其环绕离开脊髓的部分神经(包括背根神经192与背根神经节193)。根据本专利技术的实施例,导线远端131是经由硬膜外腔199进入而接近欲电刺激的特定区域。图3是表示根据本专利技术一实施例导线远端131放置于接近背根神经节的示意图。在图3中显示出四条导线13的导线远端131被设置于接近不同(脊椎)区段(differentlevels)的背根神经节193位置。每一导线13的导线近端132是连接电刺激装置11(如图1所示),而多个电极120则设置于导线远端131。请参考图4A,电极根据其接收到的电信号的类型可分为工作电极120a与参考电极120b,且位于导线远端131。在本专利技术的实施例中,工作电极120a与参考电极120b为交错的配置。在一实施例中,工作电极120a的数量等于参考电极120b的数量。而在另一实施例中,工作电极120a的数量不等于参考电极120b的数量。而在导线远端132,导线则更具有二个额外的电极E1与E2,以与电刺激产生电路的工作电极接点P1(显示于图5)与参考电极接点P2(显示于图5)直接接触。此外,电极E1与E2又分别以电线(wire)而与各工作电极1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电刺激装置,包括:一电源管理电路,产生一第一电压以及一第二电压;以及一电刺激产生电路,具有一工作电极接点与一参考电极接点,且由所述第一电压与所述第二电压供电,并产生一第一电信号于所述工作电极接点以及产生一第二电信号于所述参考电极接点;其中,所述第一电信号包括多个第一交流脉冲,以电刺激一目标物的一目标区域。

【技术特征摘要】
1.一种电刺激装置,包括:一电源管理电路,产生一第一电压以及一第二电压;以及一电刺激产生电路,具有一工作电极接点与一参考电极接点,且由所述第一电压与所述第二电压供电,并产生一第一电信号于所述工作电极接点以及产生一第二电信号于所述参考电极接点;其中,所述第一电信号包括多个第一交流脉冲,以电刺激一目标物的一目标区域。2.如权利要求1所述的电刺激装置,其中,所述电刺激装置与一导线电性连接,所述导线耦接所述工作电极接点与所述参考电极接点,且包括一工作电极以及一参考电极;其中,所述工作电极接收所述第一电信号,且所述参考电极接收所述第二电信号。3.如权利要求1所述的电刺激装置,其中,所述第一电压及所述第二电压分别为一正电压及一负电压。4.如权利要求3所述的电刺激装置,其中,所述参考电极接点耦接所述电刺激装置的一接地。5.如权利要求1所述的电刺激装置,其中,所述第一电压及所述第二电压为电平不相同的直流电压。6.如权利要求1所述的电刺激装置,其中,所述第二电信号为具有一固定电平的信号。7.如权利要求1所述的电刺激装置,其中,所述第二电信号还包括多个第二交流脉冲,且所述多个第一交流脉冲与所述多个第二交流脉冲互为反相。8.如权利要求1所述的电刺激装置,其中,所述电刺激产生电路包括:一控制器,产生一频率信号;以及一第一放大器,由所述电源管理电路供电,且根据所述频率信号来产生所述第一电信号。9.如权利要求8所述的电刺激装置,其中,所述电刺激产生电路还包括:一可变电阻,耦接于所述第一放大器的一输入端与一输出端之间,由所述控制器所控制以调整所述第一放大器的增益。10.如权利要求1所述的电刺激装置,其中,所述电刺激产生电路还包括:一电流传感器,耦接所述参考电极接点,且包括一运算放大器;其中,所述运算放大器的一输入端耦接所述参考电极接点,且所述运算放大器的另一输入端耦接所述电刺激装置的一接地。11.如权利要求1所述的电刺激装置,其中,所述电刺激产生电路还包括:一控制器以及一频率合成器,所述频率合成器依据所述控制器所发出的一控制信号,以产生一频率信号;以及一第一放大器,由所述电源管理电路供电,且根据所述频率信号来产生所述第一电信号。12.如权利要求8或11所述的电刺激装置,其中,所述电刺激产生电路还包括:一反相器,接收所述频率信号,且根据所述频率信号以产生一反相频率信号。13.如权利要求12所述的电刺激装置,其中,所述电刺激产生电路还包括:一第二放大器,且根据所述反相频率信号来产生所述第二电信号。14.如权利要求12所述的电刺激装置,其中,所述电刺激产生电路还包括:一运算放大器,具有接收所述反向频率信号的一第一输入端、耦接所述参考电极接点的一第二输入端、以及一输出端;以及一电阻器,耦接所述运算放大器的所述第二输入端与所述输出端之间。15.如权利要求11所述的电刺激装置,其中,所述电刺激产生电路还包括:一滤波器,耦接于所述频率合成器与所述第一放大器之间。16.如权利要求1所述的电刺激装置,其中所述第一电信号还包括多个第二交流脉冲,且所述多个第一交流脉冲的频率大于所述多个第二交流脉冲的频率。17.如权利要求16所述的电刺激装置,其中,所述多个第一交流脉冲的一第一持续期间与所述多个第二交流脉冲的持续时间不重迭。18.一种产生电信号的方法,用于一电刺激装置,所述电刺激装置包括一电源管理电路以及一电刺激产生电路,所述产生电刺激信号的方法包括:由所述电源管理电路产生一第一电压以及一第二电压,以对所述电刺激产生电路供电;由所述电刺激产生电路于一工作电极接点产生一第一电信号;以及由所述电刺激产生电路于一参考电极接点产生一第二电信号;其中,所述第一电信号包括多个第一交流脉冲。19.如权利要求18所述的产生电信号的方法,还包含:提供所述第一电信号以及所述第二电信号至一目标物的一目标区域。20.如权利要求19所述的产生电信号的方法,其中,提供所述第一电信号以及所述第二电信号至所述目标物的所述目标区域的步骤包括:通过一导线的一工作电极以及一参考电极,以传导所述第一电信号以及所述第二电信号至所述目标区域;其中,所述工作电极耦接所述工作电极接点,且所述参考电极耦接所述参考电极接点。21.如权利要求18所述的产生电信号的方法,其中,所述第一电压及所述第二电压分别为一正电压及一负电压。22.如权利要求18所述的产生电信号的方法,其中,产生所述第二电信号的步骤包括:将所述参考电极接点耦接至所述电刺激装置的一接地以产生所述第二电信号。23.如权利要求18所述的产生电信号的方法,其中,所述第一电压及所述第二电压为电平不相同的直流电压。...

【专利技术属性】
技术研发人员:张季衡潘建豪
申请(专利权)人:精能医学股份有限公司
类型:发明
国别省市:中国台湾,71

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